Kemik yerine kullanılabilecek malzeme arandığında başvurulacak malzeme günümüzde hala titanyumdur. Sert, yıpranmaya ve korozyona karşı dayanıklı ve vücutla uyumlu olmasıyla titanyum, kemik için en iyi alternatif malzemedir.
Rice Üniversitesi Fizik Bölümü Araştırmacıları, titanyum ve altından oluşan alaşımın titanyumdan dört kat daha sert olduğunu ve vücut için yedek malzeme olarak daha iyi olabileceğini keşfetti. Yapılan çalışma Science Advences dergisinde yayımlandı ve 3/1 oranında olan Ti-Au alaşımının özellikleri anlatıldı. Bu malzemeye ise Titanyum-3 olarak isimlendirildi. Alaşımın titanyumdan 4 kat daha sert olduğu tespit edildi.
Titanyum-3 alaşımının kristal yapısı
Titanyum-3 alaşımının biyo uyumluluğuna ve aşınma direncine bakıldığında, araştırmacılar bunun üstün özelliklere sahip olacağını biliyordu. Çünkü kullanılan bu metaller zaten biyo uyumlu haldeydiler ve tıbbi implantlarda birçok kez kullanılmıştı. Bunun üstüne Titanyum-3 beklenen özelliklerin üstüne çıktı ve saf titanyuma göre daha aşınma dirençli ve daha biyo uyumlu çıktı.
Sert Kimya
Beklenmeyen bu özellikler Titanyum-3 alaşımının yapısından kaynaklanıyor. Rice Üniversitesi Fizik Bölümü Araştırmacıları daha önce daha yüksek sıcaklıklara maruz kaldığı zaman alaşımın daha sert halinin ortaya çıkacağının farkında değillerdi. Yüksek sıcaklıklar, alaşımın beta halinin neredeyse tamamen kristal bir formunu meydana çıkarıyor.
Çalışmanın temeline göre alaşımın sertliği “yüksek değerlik elektron yoğunluğu, düşük bağ uzunluğu ve yalancı aralık oluşumu ile ilişkilidir. Bu metaller arası bileşikteki sertliğinin kaynağının anlaşılması daha üstün biyo uyumlu, sert malzemelerin tasarlanması için büyük bir yok sağlayacakır.” şeklinde anlatılıyor. Buna karşılık, alaşımın düşük sıcaklıkta oluşturulması atomların alfa tipi yapıda oluşmasına neden oluyor. Bu tip normal titanyum ile eşdeğer sertliğe sahip ve büyük olasılıkla Titanyum-3 alaşımının daha önce belgelendirilmiş halinin aynısı.
Kaynak
https://futurism.com/physicists-combine-gold-with-titanium-and-quadruple-its-strength/
Yorumlar